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Abstract:
Lipide bilden eine große Klasse von Biomolekülen, deren vielfältige biologische Funktionen von der Energiespeicherung über den Aufbau von Zellmembranen bis zur hormonellen Signaltransduktion reichen. Die chemische Struktur von Lipiden ist nicht einheitlich definiert und durch das zusätzliche Vorhandensein zahlreicher Isomere ist das menschliche Lipidom hochkomplex. Ein Beispiel für die Komplexität von Lipiden sind isomere Phosphatidylcholine. Sie bilden das Grundgerüst von Biomembranen und beeinflussen durch ihre Struktur maßgeblich die Membraneigenschaften. Selbst kleine Unterschiede wie Konnektivitäts- oder Doppelbindungsisomerien können dabei erhebliche Unterschiede bewirken. Deshalb ist es wichtig, Lipidstrukturen im Detail zu untersuchen. Bisher wurden Lipide in erster Linie mittels Massenspektrometrie analysiert, aber detaillierte Informationen über Isomerien können auch mit aufwändigen chromatographischen Methoden und Tandem-Massenspektrometrie nicht gewonnen werden. Eine aussichtsreiche Alternative stellt deshalb die Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie dar. Die ionisierten Lipide durchqueren dabei unter Einfluss eines schwachen elektrischen Feldes eine mit Inertgas gefüllte Zelle. Je nach Größe und Form der Lipide kommt es zu unterschiedlich großer Abbremsung durch Kollisionen mit den Gasteilchen. Aus den daraus resultierenden Driftzeiten ergeben sich unterschiedlich große Kollisionsquerschnitte, die eine Unterscheidung der Isomere ermöglichen. Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie ist bisher vor allem für Proteine gut erforscht und wird derzeit für Kohlenhydrate charakterisiert. Für Lipide liegen noch vergleichsweise wenige Daten vor.
In der vorliegenden Arbeit wurden isomere Phosphatidylcholine aus vier verschiedenen biologischen Proben mit Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie untersucht. Dazu wurden Lipidextrakte aus Tumorgeweben zweier verschiedener Arten von Lungenkrebs sowie Referenzproben aus gesundem Lungengewebe verglichen. Das Ziel der Untersuchungen bestand in der Analyse von Unterschieden in der Isomerenzusammensetzung der Phosphatidylcholine aus gesundem Lungengewebe und Tumorgewebe sowie zwischen den beiden Tumorarten. Im positiven Ionenmodus wurden protonierte Phosphatidylcholine und verschiedene Metallionen-Addukte untersucht, im negativen Modus Chlorid- und Acetat-Addukte. Die größten Unterschiede zwischen den Proben wurden im positiven Ionenmodus bei den Silber-Addukten beobachtet. Im negativen Ionenmodus wurden außerdem Hinweise über die Zusammensetzung der Phosphatidylcholine mit Tandem-Massenspektrometrie erhalten.
